一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法
阅读说明：本技术 一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法 (Preparation device and preparation method of phase-change microcapsule fibers ) 是由 黄芳胜 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于相变纤维技术领域,尤其是一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法,所述相变微胶囊纤维的制备装置包括底部外壁焊接有两个支撑板的制备箱、通过螺栓固定在制备箱上部内壁的过滤网、两个啮合设置的搅拌组件和出料组件；所述相变微胶囊纤维的制备方法,包括以下步骤：S1：将核心母料溶液、水和防腐剂依次加入至制备装置。本发明所提出的制备装置,通过过滤网能够对每种原料进行充分过滤,能够对加入的原料进行充分搅拌,并且还可以控制原料搅拌混合所需的时间和温度,从而提高了整个制备装置的制备质量和效率；本发明所提出的制备方法中通过S5和S6的配合使用能够使得制备出来的相变微胶囊纤维具备很好的阻燃性能和抗菌性能。(The invention belongs to the technical field of phase change fibers, and particularly relates to a preparation device and a preparation method of phase change microcapsule fibers, wherein the preparation device of the phase change microcapsule fibers comprises a preparation box, a filter screen, two stirring components and a discharging component, wherein two support plates are welded on the outer wall of the bottom of the preparation box; the preparation method of the phase-change microcapsule fiber comprises the following steps: s1: the core masterbatch solution, water, and preservative are sequentially added to the manufacturing apparatus. According to the preparation device provided by the invention, each raw material can be fully filtered through the filter screen, the added raw materials can be fully stirred, and the time and temperature required by stirring and mixing the raw materials can be controlled, so that the preparation quality and efficiency of the whole preparation device are improved; in the preparation method provided by the invention, the prepared phase-change microcapsule fiber has good flame retardant property and antibacterial property by the matching use of S5 and S6.)
技术领域
本发明涉及相变纤维技术领域，尤其涉及一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法。
背景技术
相变纤维是利用物质相变过程中释放或吸收潜热、温度保持不变的特性开发出来的一种蓄热调温功能纤维。相变微胶囊纤维是一种应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合微胶囊纤维。
目前在对相变微胶囊纤维进行制备时其制备装置无法对原料进行充分过滤和充分搅拌，并且也无法精准的控制到每个步骤中原料搅拌混合所需的时间和温度，从而降低了制备装置的制备质量，并且现有的制备方法所制备出来的相变微胶囊纤维不具备很好的抗菌和阻燃性能。因此，本发明提出了一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法，所述相变微胶囊纤维的制备装置包括底部外壁焊接有两个支撑板的制备箱、与制备箱顶部固定连通的进料斗、通过螺栓固定在制备箱一侧外壁的控制器、焊接在制备箱另一侧外壁的L型板、通过螺栓固定在L型板侧壁的搅拌电机、通过螺栓固定在制备箱上部内壁的过滤网、两个啮合设置的搅拌组件和出料组件；
所述相变微胶囊纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将核心母料溶液、水和防腐剂依次加入至制备装置中进行充分过滤以及搅拌混合成乳化剂；
S2：将聚乙二醇和催化剂依次加入到制备装置中进行充分过滤，并混入S1中的乳化剂中，经搅拌处理后，再加入扩链剂进行反应，即制得相变微胶囊溶液；
S3：再依次将正硅酸乙酯、酸液和乙醇加入至制备装置中并进行过滤以及与S2中的相变微胶囊溶液搅拌混合，通过水解后通入氨气制得可染壳溶液；
S4：再依次将银纤维溶液、铜纤维溶液以及第一复合剂加入至制备装置中并进行过滤以及与S2中的相变微胶囊溶液搅拌混合；
S5：再依次将玄武岩纤维溶液、芳砜纶纤维溶液以及第二复合剂加入至制备装置中并进行过滤以及S2中的相变微胶囊溶液搅拌混合；
S6：通过出料组件取出此时的相变微胶囊溶液，然后进行1h-2h的蒸馏，最终通过熔融纺丝制成相变微胶囊纤维。
优选地，所述搅拌组件包括通过两个轴承分别与制备箱两侧内壁连接的搅拌轴、焊接在搅拌轴外壁等距离分布的搅拌杆和套接在搅拌轴上的齿轮，所述搅拌电机的输出轴通过联轴器与其中一个搅拌轴的一端同轴连接。
优选地，所述出料组件包括固定连通在制备箱底部的出液管、对夹安装在出液管上的电磁阀和设置在出液管下方的接料盒。
优选地，所述控制器包括温度控制模块和时间控制模块，且控制器上设有等距离分布的控制按钮。
优选地，S1中所述核心母料溶液、水和防腐剂的混合比例为1:50:20，且防腐剂的主要成分为脱氢乙酸，搅拌时间为30min-70min，且搅拌温度为80℃-100℃。
优选地，S2中所述聚乙二醇、催化剂和扩链剂的混合比例为10:2:2，催化剂的主要成分为二氧化锰，且扩链剂的主要成分为三羟甲基丙烷，搅拌时间为20min-40min，且搅拌温度为80℃-120℃。
优选地，S3中所述正硅酸乙酯、酸液和乙醇的混合比例为1:3:5，且正硅酸乙酯、酸液和乙醇的浓度依次为20％、40％和60％，搅拌时间为40min-80min，且搅拌温度为65℃-85℃。
优选地，S4中所述银纤维溶液、铜纤维溶液和第一复合剂的混合比例为1:1:2，且第一复合剂的主要成分为纳米硼酸钙，搅拌时间为30min-45min，且搅拌温度为75℃-105℃。
优选地，S5中所述玄武岩纤维溶液、芳砜纶纤维溶液和第二复合剂的混合比例为1:1:2，且第二复合剂的主要成分为乙酰氨基酚，搅拌时间为45min-65min，且搅拌温度为70℃-95℃。
本发明的有益效果为：
1.本发明所提出的制备装置，通过过滤网能够对每种原料进行充分过滤，并且通过两个齿轮的传动使得两个搅拌组件相对转动对加入的原料进行充分搅拌，并且还通过控制器内的温度控制模块和时间控制模块能够精准的控制到每个步骤中原料搅拌混合所需的时间和温度，从而提高了整个制备装置的制备质量和效率；
2.本发明所提出的制备方法中通过S5和S6的配合使用，能够将S5中制备出的抗菌层通过第一种复合剂复合在相变微胶囊纤维的表面使得相变微胶囊纤维具备抗菌性能，能够将S6中制备出的阻燃层通过第二种复合剂复合在相变微胶囊纤维的表面使得相变微胶囊纤维具备阻燃性能，这样能够很好的满足当今社会人们多样化的需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种相变微胶囊纤维的制备装置的右视竖截面立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种相变微胶囊纤维的制备装置的左视竖截面立体结构示意图；
图3为本发明提出的一种相变微胶囊纤维的制备装置的底视竖截面结构示意图；
图4为本发明提出的一种相变微胶囊纤维的制备方法的流程结构示意图。
图中：1制备箱、2进料斗、3控制器、4L型板、5搅拌电机、6过滤网、7搅拌轴、8搅拌杆、9齿轮、10出液管、11电磁阀、12接料盒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1，参照图1-4，一种相变微胶囊纤维的制备装置及其制备方法，所述相变微胶囊纤维的制备装置由底部外壁焊接有两个支撑板的制备箱1、与制备箱1顶部固定连通的进料斗2、通过螺栓固定在制备箱1一侧外壁的控制器3、焊接在制备箱1另一侧外壁的L型板4、通过螺栓固定在L型板4侧壁的搅拌电机5、通过螺栓固定在制备箱1上部内壁的过滤网6、两个啮合设置的搅拌组件和出料组件构成，所述搅拌组件由通过两个轴承分别与制备箱1两侧内壁连接的搅拌轴7、焊接在搅拌轴7外壁等距离分布的搅拌杆8和套接在搅拌轴7上的齿轮9构成，所述搅拌电机5的输出轴通过联轴器与其中一个搅拌轴7的一端同轴连接，所述出料组件由固定连通在制备箱1底部的出液管10、对夹安装在出液管10上的电磁阀11和设置在出液管10下方的接料盒12构成，所述控制器3由温度控制模块和时间控制模块构成，且控制器3上设有等距离分布的控制按钮，本发明所提出的制备装置，通过过滤网6能够对每种原料进行充分过滤，并且通过两个齿轮9的传动使得两个搅拌组件相对转动对加入的原料进行充分搅拌，并且还通过控制器3内的温度控制模块和时间控制模块能够精准的控制到每个步骤中原料搅拌混合所需的时间和温度，从而提高了整个制备装置的制备质量和效率；
所述相变微胶囊纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1：将核心母料溶液、水和脱氢乙酸防腐剂按照混合比例为1:50:20依次加入至制备装置中进行充分过滤以及在温度为80℃-100℃的环境下搅拌混合30min-70min后制备成乳化剂；
S2：将聚乙二醇、二氧化锰催化剂和三羟甲基丙烷扩链剂按照混合比例为10:2:2依次加入到制备装置中进行充分过滤，并混入S1中的乳化剂中，在温度为80℃-120℃的搅拌环境下搅拌20min-40min后，即制得相变微胶囊溶液；
S3：再将浓度为20％正硅酸乙酯、浓度为40％酸液和浓度为60％乙醇按照混合比例为1:3:5依次加入至制备装置中并进行过滤以及与S2中的相变微胶囊溶液，在温度为65℃-85℃的环境下搅拌混合40min-80min后，通过水解后通入氨气制得可染壳溶液；
S4：再将银纤维溶液、铜纤维溶液以及纳米硼酸钙第一复合剂按照混合比例为1:1:2依次加入至制备装置中并进行过滤以及与S2中的相变微胶囊溶液在温度75℃-105℃的环境下搅拌混合30min-45min；
S5：再将玄武岩纤维溶液、芳砜纶纤维溶液以及第二复合剂按照混合比例为1:1:2依次加入至制备装置中并进行过滤以及S2中的相变微胶囊溶液，在温度为70℃-95℃的环境下搅拌混合45min-65min；
S6：通过出料组件取出此时的相变微胶囊溶液，然后进行1h-2h的蒸馏，最终通过熔融纺丝制成相变微胶囊纤维；
结合S1到S6，本发明所提出的制备方法中通过S5和S6的配合使用，能够将S5中制备出的抗菌层通过第一种复合剂复合在相变微胶囊纤维的表面使得相变微胶囊纤维具备抗菌性能，能够将S6中制备出的阻燃层通过第二种复合剂复合在相变微胶囊纤维的表面使得相变微胶囊纤维具备阻燃性能，这样能够很好的满足当今社会人们多样化的需求。
制备装置在使用时，将各个溶液原料依次从进料斗2加入至制备箱1内，然后经过过滤网6对各个溶液原料进行充分过滤，然后，通过控制器3控制搅拌电机5转动，搅拌电机5的输出轴带动上方的搅拌轴7、搅拌杆8和齿轮9同时正向转动，下方与之啮合的齿轮9随着带动下方的搅拌轴7和搅拌杆8反向转动进行充分搅拌，相变微胶囊溶液制备结束后打开电磁阀11使其从出液管10处流至接料盒12内，再然后通过控制器3内的温度控制模块自动对各个步骤中的温度进行控制，通过时间控制模块自动对各个步骤中的搅拌时间进行控制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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